[发明专利]一种基于坐标变换的圆弧面玻璃切割方法

说明书

本发明公开了一种基于坐标变换的圆弧面玻璃切割方法，步骤以下包括：基于绘制的工件的二维轮廓图的中心点，将中心点投影到球面上的投影点，以投影点为中心点的工件记作弧面工件，收集弧面工件的轮廓坐标点集合，记录中心点与X轴的平面夹角，将绘制的工件平移，得到平移后的工件，将平移后的工件投影映射到球面上，记录投影工件的轮廓坐标点集合，通过坐标变换得到投影工件轮廓的极坐标点集合；将投影工件轮廓的极坐标点集合旋转到弧面工件处，得到弧面工件轮廓的极坐标点集合；将弧面工件的极坐标点集合通过坐标变换得到三维坐标点集合；将三维空间坐标点集合生成数控刀头加工的运行轨迹的识代码文件。

技术领域

本发明涉及球面坐标变换、圆弧面玻璃切割等领域，具体涉及一种基于坐标变换的圆弧面玻璃切割方法。

技术背景

玻璃的广泛应用于我们的生活中，小到工艺饰品大到特种建筑，其市场潜力非常大。玻璃的加工需要经过配料、熔制、成形、退火等工序。经过加工后的玻璃还需要进一步切割、剥片生产出符和要求形状的玻璃。玻璃是一种易碎的材料，

在切割时需要控制好刀头的压力和走刀力量。玻璃的切割带来了许多问题。普通的平面玻璃可以采用四轴数控系统三维坐标系来切割。三维弧面玻璃切割会带来加工形状变形、空间复杂度过高、玻璃加工导角不平滑、玻璃易碎等诸多问题(一种极坐标圆锯片线切割方法及基于其的线切割设备)。

然而弧面玻璃因为其特殊的形状特点和光学特性又在小汽车后视镜，玻璃反光镜等领域有着极其重要的重用。目前，玻璃切割领域对弧形球面玻璃的切割方法参考非常少。

发明内容

本发明针对以上指出的不足，提出了一种基于坐标变换的圆弧面玻璃切割方法，利用工件二维平面到球面坐标变换来定位空间坐标(平面工件映射、中心点角度变换，球面坐标天顶角旋转等)，进而实现弧形玻璃切割，该方法在加工小汽车后视镜，弧形反光镜等领域有重要用途，以解决弧形玻璃切割的实现问题；将绘制的二维CAD图形映射到球面上结合加工工件模具的圆弧半径进而描述整个加工的圆弧工件。

本发明至少通过如下技术方案之一实现。

一种基于坐标变换的圆弧面玻璃切割方法，步骤以下包括：

S1、绘制将要在弧面上加工的n个工件，绘制的工件图形为每个圆弧工件在平面投影的二维轮廓图，取每个工件二维轮廓图的中心点；

S2、基于绘制的工件的二维轮廓图的中心点，通过投影算法将中心点投影到球面上的投影点，以投影点为中心点的工件记作弧面工件，收集弧面工件的轮廓坐标点集合，并记录中心点在绘图图纸上与X轴的平面夹角为；

S3、将绘制的工件平移到使得工件的中心点和平面坐标的原点重合，得到平移后的工件，将平移后的工件投影映射到球面上，得到投影工件，记录投影工件的轮廓坐标点集合(x_n，y_n，z_n)，n为投影工件轮廓取的n个描述轮廓边的点，通过三维坐标系到极坐标系的变换得到投影工件轮廓的极坐标点集合

S4、计算弧面工件坐标中心点、弧面工件与Z轴的天顶角夹角θ，通过空间坐标旋转将投影工件轮廓的极坐标点集合旋转到弧面工件处，得到弧面工件轮廓的极坐标点集合

S5、将弧面工件的极坐标点集合通过极坐标向三维坐标系的变换得到三维坐标点集合(x′_n，y′_n，z′_n)；

S6、将弧面工件的三维空间坐标点集合生成数控刀头加工的运行轨迹的识别nc代码文件。

进一步地，所述弧面上加工的n个小工件是圆弧面底座材料允许密集排列的最大加工工件个数；所述的平面投影的二维轮廓图是将欲加工的圆弧工件在平面上的垂直投影映射的工件轮廓的二维坐标点集图；